将增重剂悬浮在钻井液中的方法与流程

技术特征：
1.一种将至少一种增重剂悬浮在钻井液中的方法，其包括：通过在氧化铁催化剂纳米颗粒上化学气相沉积来合成碳纳米管以形成一定量的纳米颗粒，其中所述氧化铁催化剂纳米颗粒的单个纳米颗粒包括布置在氧化铁上的过渡金属；将所述一定量的纳米颗粒添加到所述钻井液中，从而形成分散的纳米颗粒；并且在添加所述一定量的纳米颗粒后，将至少一种增重剂添加到所述钻井液中，其中：与没有所述分散纳米颗粒的等效钻井液相比，存在所述分散纳米颗粒的钻井液的牛顿粘度、屈服点、塑性粘度和密度值中的至少一个更大，与没有所述分散纳米颗粒的等效钻井液相比，存在所述分散纳米颗粒的钻井液中悬浮增重剂的量增加，并且所述增重剂选自重晶石、赤铁矿、石灰、碳酸钙、膨润土、蒙脱石粘土、菱铁矿、钛铁矿、黑锰矿、硅铁、氧化锰、莫来石、高岭石、氧化铝、碳化硅、碳化钨以及这些的组合。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述过渡金属包括fe、co或ni，并且所述氧化铁包括氧化铁(ii)、氧化铁(iii)、氧化铁(ii,iii)或这些的组合。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述碳纳米管被吸附到所述氧化铁催化剂纳米颗粒上。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述氧化铁催化剂纳米颗粒的单个纳米颗粒包含10wt.％或更少的过渡金属，如按所述氧化铁的重量所计算的。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其进一步包括在将所述一定量的纳米颗粒添加到所述钻井液中之后，用羧酸盐、铵衍生物、磺化单体、低聚物或聚合物中的至少一种来对所述碳纳米管的表面进行功能化。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过在氧化铁催化剂纳米颗粒上化学气相沉积来合成碳纳米管包括通过所述碳纳米管扩散碳原子。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过在氧化铁催化剂纳米颗粒上化学气相沉积来合成碳纳米管包括沿着所述氧化铁催化剂纳米颗粒的单个纳米颗粒的表面扩散碳原子。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述钻井液包含极性非质子溶剂，所述极性非质子溶剂包括正烷基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲亚砜中的至少一种。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：所述钻井液包含一种或多种选自补充增重剂、流体损失控制剂、井漏控制剂、表面活性剂、消泡剂以及这些的组合的添加剂；并且所述表面活性剂包括磺化聚合物、磺化烷烃、聚羧酸化醚、三甲基烷基铵盐、烷基苄基铵盐、蛋白质、聚乙二醇衍生物、寡糖或胆固醇衍生物中的至少一种。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述钻井液包含：天然油，合成油，柴油，矿物油，氢化烯烃，未氢化烯烃，聚α烯烃，直链烯烃，支链烯烃，聚二有机硅氧烷，硅氧烷，有机硅氧烷，酯，醚，缩醛，碳酸二烷基酯，烃，脂肪酸，脂肪酸酯，脂肪酸的直链、支链或环状烷基醚以及这些的组合中的至少一种；以及淡水、咸水、盐水、城市用水、地层水、采出水、井水、滤后水、蒸馏水、海水或这些的组合中的至少一种。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与没有所述分散的纳米颗粒的类似
或等效钻井液相比，所述分散的纳米颗粒使具有所述分散纳米颗粒的钻井液的牛顿粘度增加5至2000cp。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与没有所述分散的纳米颗粒的类似或等效钻井液相比，所述分散的纳米颗粒使具有所述分散纳米颗粒的钻井液的塑性粘度增加10％。13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与没有所述分散的纳米颗粒的类似或等效钻井液相比，所述分散的纳米颗粒使具有所述分散纳米颗粒的钻井液的屈服点增加10％。14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与没有所述分散的纳米颗粒的类似或等效钻井液相比，所述分散的纳米颗粒使具有所述分散纳米颗粒的钻井液的10秒凝胶强度增加10％。15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中与没有所述分散的纳米颗粒的类似或等效钻井液相比，所述分散的纳米颗粒使具有所述分散纳米颗粒的钻井液的10分钟凝胶强度增加10％。

技术总结
本公开涉及将至少一种增重剂悬浮在钻井液中的方法。实施方案包括通过在氧化铁催化剂纳米颗粒上化学气相沉积来合成碳纳米管，以形成一定量的纳米颗粒。所述氧化铁催化剂纳米颗粒的单个纳米颗粒包括布置在氧化铁上的过渡金属。实施方案进一步包括将一定量的纳米颗粒添加到所述钻井液中，这导致一定量的碳纳米管分散在所述钻井液中。与没有所述纳米颗粒分散体的类似或等效钻井液相比，所述一定量纳米颗粒的分散增加了具有所述分散的纳米颗粒的钻井液的牛顿粘度、屈服点、塑性粘度和密度中至少一个的值。所述方法可以进一步包括添加至少一种将悬浮在所述钻井液中的增重剂。一种将悬浮在所述钻井液中的增重剂。一种将悬浮在所述钻井液中的增重剂。


技术研发人员：阿肖克
受保护的技术使用者：沙特阿拉伯石油公司
技术研发日：2020.03.26
技术公布日：2021/11/28